一种扩展坞的制作方法

本实用新型涉及移动产品领域，特别是指一种扩展坞。

背景技术：

type-c是usb接口的一种连接类型，不分正反两面均可插入，和其他usb接口类型一样支持usb标准的充电、数据传输、显示输出等功能，相比其他usb接口类型充电能力更强、传输速度更快。越来越多的电子设备倾向配置更少的usb接口，以使电子设备越来越薄、便于携带，这会促使未来电子设备接口类型统一化、单一化。但现有type-c标准接口无法直接连接到usbtype-a接口设备，例如具有usbtype-a接口的u盘、移动硬盘、打印机等，且也无法同时连接到多个使用其他类型接口的设备，这给用户带来了很大的不便。

目前在网络极为普及的前提下，越来越多的人选择无线的方式进行上网，而对于经常出差的商业人事来说，酒店和其它公共场合的无线网络质量往往不尽如人意，这时我们通常会选择用手机热点上网，但手机热点会极大的增加手机耗电量和发热量，影响手机正常使用时间。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种扩展坞，将type-c接口扩展坞和4g上网功能相结合，用一个设备完成两个设备的功能。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：

一种扩展坞，包括：长期演进lte模组、lte天线、无线局域网wifi芯片和wifi天线；其中，

所述lte模组与所述lte天线电连接；

所述wifi芯片与所述wifi天线电连接；

所述lte模组与所述wifi芯片电连接。

可选地，所述lte模组还与用户身份识别卡sim卡电连接。

可选地，所述wifi芯片通过滤波器与所述wifi天线电连接。

可选地，所述扩展坞还包括：通用串行总线usb接口；

所述usb接口分别与所述lte模组、wifi芯片电连接。

可选地，所述usb接口通过直流-直流dcdc转换器和usb模块分别与所述lte模组电连接。

可选地，所述usb接口通过低压差线性稳压器ldo与所述wifi芯片电连接。

本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：

本实用新型的上述方案，通过将lte模组和wifi芯片集成融合在一起，使得电脑插上所述扩展坞后，在不增加任何其它连线和操作的情况下，即可通过lte模组自动实现上网，同时通过wifi芯片向外提供mifi信号(即mobilewifi信号)。

附图说明

图1为本实用新型扩展坞一实施例的内部连接示意图；

图2为本实用新型扩展坞一实施例的硬件原理示意图；

图3为本实用新型扩展坞一实施例的电源流向示意图；

图4为本实用新型扩展坞一实施例的硬件连接示意图；

图5为本实用新型扩展坞一实施例的软件流程示意图；

图6为本实用新型扩展坞一实施例的功能设置与查询流程示意图；

图7为本实用新型扩展坞一实施例的流量超限告警示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实用新型的实施例提供一种扩展坞，包括：长期演进lte模组、lte天线、无线局域网wifi芯片和wifi天线；其中，

所述lte模组与所述lte天线电连接；这里lte模组可以是常见的(但不限于)4g路由模块，以获得更快的上网速度、更好的上网体验。

所述wifi芯片与所述wifi天线电连接，以便wifi信号可以发射出去供外部使用。

所述lte模组与所述wifi芯片电连接(一般通过串行数字输入/输出sdio接口连接)，以便所述lte模组向wifi芯片提供网络接入数据。

本实用新型扩展坞的实施例通过将lte模组和wifi芯片集成融合在一起，使得电脑插上所述扩展坞后，在不增加任何其它连线和操作的情况下，即可通过lte模组自动实现上网，同时通过wifi芯片向外提供mifi信号(即mobilewifi信号)。

本实施例的硬件可以由type-c扩展坞主板,以及4g&mifi子板两大部分组合而成，形成一体，通过type-c接口与电脑连接，从而实现在不增加其它任何连线自动上网和操作的情况下，自动上网并对外提供wif信号。其中，4g子板包括4g路由模块和lte天线，mifi子板包括wifi芯片和wifi天线。

本实用新型另一实施例中，所述lte模组还与用户身份识别卡sim卡电连接，以便通过sim卡实现网络数据传输和身份识别。

本实用新型另一实施例中，所述wifi芯片通过滤波器与所述wifi天线电连接，以防止4g信号和其它信号干扰mifi信号。所述滤波器可以是mifi带通滤波器。

本实用新型另一实施例中，所述扩展坞还包括：通用串行总线usb接口，以便实现与电脑(或其他终端)的便捷连接。这里usb接口可以是usbtype-c接口。

其中，所述usb接口与所述lte模组电连接，以便向lte模组供电并传输数据；所述述usb接口同时与wifi芯片电连接，以便向wifi芯片供电。

本实用新型另一实施例中，所述usb接口分两路与所述lte模组电连接，一路通过直流-直流dcdc转换器与所述lte模组电连接，以便向所述lte模组稳定供电(例如：4v的内部工作电压，即vdd4v)。另一路通过usb模块(例如usb2.0hub)与所述lte模组电连接，以便实现数据传输。

本实用新型另一实施例中，所述usb接口通过低压差线性稳压器ldo与所述wifi芯片电连接，以便向wifi芯片提供稳定供电(例如：3.3v的内部工作电压，即vdd-3v3)。

以下是本实用新型一实施例的硬件和软件设计原理及思路：

1硬件设计：

type-c扩展坞主板包含了hdmi芯片、vga芯片、type-c电源管理芯片、usb2.0hub等，硬件设计原理参考图2所示。

1.1数据通信链路

根据usb3.1协议规范，type-c数据接口中，负责数据传输的有三组差分信号，分析是d+&d-、tx+&tx-和rx+&rx-，其中d+&d-这组差分信号用于兼容usb2.0。在本实用新型一实施例中，d+&d-用于4g&mifi模块数据传输和外扩的usb3.0接口；tx+&tx-和rx+&rx-这两组差分信号用于hdmi接口扩展、vga接口扩展和usb3.0接口。各端口工作时的数据传输链路如下：

type-c转hdmi接口：type-c数据线→视频切换芯片(ps8338)→hdmi转换芯片(ps176)→hdmi接口；

type-c转vgd接口：type-c数据线→视频切换芯片(ps8338)→vga转换芯片(ps8617)→vga接口；

type-c转usb3.0type-a接口：type-c数据线→usb2.0hub(ma8608)→usb3.0type-a；

1.2电源流向(参考图3所示)

根据usb3.1协议规范，type-c接口提供最高100w的供电能力，最低电压5v，最高电压20v(即vbus-c)。为了适应type-c接口的宽电压范围，可先通过dcdc降压芯片将电压降低为4v，然后再用dcdc升压芯片升高为5v，这样就保证了无论在哪种usb设备负载下，都能得到稳定的5v电压输出。同时，提供给4g模块(即4g路由模块、4g-lte模组或4g模组)的vbus_5v电源供电能力远大于usb2.0标准的500ma，保证了4g路由模块不会因为供电不足而造成工作不稳定。

usb3.0接口的电源vbus_a前端可增加900ma限流器，从而保证不会因为外接设备负载太大而损坏扩展坞和电脑type-c接口。

稳定的vdd5v电源再通过dcdc降压和ldo降压方式分别得到3.3v(vdd3v3)、1.8v(vdd1v8)和1.2v(vdd1v2)电源，提供给扩展坞内各种接口转换芯片使用。

4g&mifi子板没有单独的控制器，直接在4g模组m8321上做软件开发，通过4g模组m8321的sdio接口控制rtl8189芯片，实现mifi功能。4g&mifi子板包含了4g模组、mifi芯片、sim卡和滤波器等，其硬件连接如图4所示。

同时，为了增强mifi信号的稳定性，可以在mifi芯片与天线之间加入mifi带通滤波器，以防止4g信号和其它信号干扰mifi信号。

此外，mifi天线采用内置的板载pcb天线，即在4g&mifi子板上通过绘制图案形成的天线，与外置天线相比，既节约了成本，又能保证产品天线的一致性，还简化了生产制造流程。

2软件设计

2.1软件流程示意图(如图5所示)

软件包括两部分组成：扩展坞终端软件部分和本地web管理软件。终端软件部分采用4g模组m8321片上开发，基于lighttpd技术搭建本地webserver，基于fastcgi技术运行主线程，通过多线程编程技术有效实现了网络信息统计处理、mifi设备控制以及设备控制处理等操作。web管理软件部分主要采用bootstrap、css、html和javascript等技术，实现扩展坞相关信息的设置、查询功能以及相应设置/查询结果的展示。系统以webserver为核心实现web端与终端间的数据交付，相应功能如下：

(1)web端，主要实现扩展坞及mifi相关功能的设置、显示、查询命令的获取与传递：①设置包括web端登录密码、mifi参数设置(如ssid、密码等)、套餐信息等；②显示包括扩展坞设备信息(如基站信息)、套餐管理信息(如使用情况)、mifi功能信息(如wi-fi接入数量)等；③查询包括4g基站信息、wi-fi密码、wi-fi上下行传输数量等。

(2)扩展坞终端，主要实现扩展坞及mifi相关功能的命令具体实现，包括本地线程，如配置信息、基站信息查询等；wi-fi驱动操作，如对wi-fissid等信息修改或查询；网卡驱动操作，统计上行或下行的传输流量。

2.2软件重点工作流程

(1)扩展坞功能设置与查询流程

如图6所示，扩展坞终端通过type-c转接线接入pc，登录本地管理页面，用户利用填写/选择表单的方式输入数据(即命令)或者参数信息查询命令，利用js判断命令是否合法，合法向ajax中data赋值，并利用post方法传递给webserver；扩展坞终端设备有fastcgi实现，通过获取webserver的环境变量，得到web端向终端传输的数据(即命令)，解析并判别命令类型与值，根据不同类型实现相应处理，最后将处理结果利用webserver返回值web，已告知用户。以设置mifissid功能为例，①登录本地管理页面后，按web端操作手册，输入用户ssid；②web端判断用于输入的ssid是否合法(如长度是否超过20)；③合法，将用户修改的ssid值赋值给ajax的data；并利用post方法，传递给webserver；④扩展坞终端设备获取webserver环境变量的值后，经过命令类型与值解析；⑤操作wi-fi芯片驱动，将ssid写入芯片，并断开之间设备连接；⑥设置完成后，将设置结果(成功或失败)利用webserver传递给web。类似的可以通过该流程实现mifi套餐的设置(如已使用套餐更正，总套餐更正等)，mifi功能开断、最大连接数设置，设置接入黑名单或剔除某已接入设备；同样该流程可以完成扩展坞相关内容的查询，如已接入设备的数量，接入设备mac地址，接入时间，套餐使用百分比，4g基站信息，设备imei和imsi等等。

(2)扩展坞流量超限告警

如图7所示，本申请提案的4g扩展坞除具有上述功能外，还具备流量使用告警功能。①扩展坞设备已经按照功能设置流程完成对流量使用上限百分比和待通知用户电话号码；②扩展坞会自动定期查询(1秒)已使用的套餐流量信息；③计算套餐使用流量百分比，并与设定阈值比较；④比较结果大于设定告警阈值，将已使用流量信息组包，并通过4g模组m8321发送至已设定电话号码；同时关闭wi-fi功能。

典型应用场景：

将4g扩展坞type-c接口插入电脑后，不需要进行任何操作就可自动实现4g上网，同时开启minimifi功能，用户手机、pad等具有mifi功能的设备也可通过连接minimifi上网。

在用户多个设备同时享受4g上网的同时，还可以通过扩展坞的vga或hdmi接口将笔记本的画面分享到电视、投影仪等其它屏幕上。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。